改变分子结构强化阻燃基因

　　聚芳噁二唑（POD）纤维的原料为对苯二甲酸和硫酸肼，因其廉价且来源广泛，从20世纪60年代开始，美国、日本、印度等国家的一些公司、科研院所就开始了对POD纤维的合成、纺丝成型等一系列工作的研究。

　　“国外采用对苯二甲酸与硫酸肼进行缩聚后脱水环化来制备POD聚合物。但这种方法制备的POD分子结构和分子量及其分布不能有效控制，溶液粘度大，可纺性较差，因而纺丝成型困难，这也是POD纤维在长达半个多世纪的时间里发展缓慢的原因。”四川大学高分子科学与工程学院教授徐建军向记者简单介绍了POD纤维的发展局限。为了制得性能良好的阻燃纤维，基于该纤维的发展历史和现状，四川大学与江苏宝德新材料有限公司在研究思路上进行了一些新的尝试。

　　高性能阻燃纤维
　　从分子结构入手

　　主持人：聚芳噁二唑纤维作为阻燃纤维的优势有哪些？应用中还存在哪些问题？应如何予以解决？

　　徐建军：聚芳噁二唑（POD）是指主链含有苯环和噁二唑环的一类高分子材料。作为一种新型耐高温阻燃纤维，POD纤维的确有许多明显的优势。首先，它是一种结构性阻燃纤维，其阻燃性由纤维本身结构提供，因此其阻燃性是永久的。

　　其次，该纤维具有较好的阻燃性，纤维样条经国家授权的检测机构检测，其极限氧指数（LOI）值为30%~33%；POD纤维在高温下只分解不熔融，燃烧时不产生熔滴，几乎不收缩，其在火焰中燃烧损毁长度＜30mm，燃烧后具有很高的残炭率，残留织物的保形性很好，燃烧过程产生的烟雾少，燃烧气体的毒性小，因而用作阻燃织物具有使用安全的特点。

　　再次，它具有十分优异的耐高温性能，其起始热分解温度≥490℃，最大热分解速率温度≥520℃，比间位芳纶要高50℃左右，在耐高温滤材方面有十分好的应用前景。此外，它还有染色性好、回潮率高和与其他阻燃纤维复配性好的特点，使其在阻燃纺织品应用方面有很大的发展空间。

　　李文涛：该纤维在应用中存在的主要问题是本色纤维的耐光老化性能相对较差，这一点和PPS及凯夫拉相似。宝德纶（POD纤维商品名）纤维应用于服装领域时都需染色，企业在染色时使用合适的染料和助剂就可以解决耐紫外线性能差的问题，完全不影响纤维的正常使用。此外，该纤维应用在高温过滤领域时，处于避光的条件下，不存在光老化的问题。

　　主持人：四川大学在聚芳噁二唑纤维的研究上进行了哪些创新尝试？

　　徐建军：要从根本上解决POD纤维加工困难，阻燃性不足等问题，还需要从POD纤维形成的基本原理入手。POD的聚合实际上是由缩聚和脱水环化两个过程组成，如何控制好这两个过程的进程是获得具有良好加工型和阻燃性POD纤维的关键。

　　一方面，我们从传统POD纤维分子的结构设计入手，在主链上引入有利于成环和阻燃的功能单体，这样所制得的POD纤维聚合物耐高温性能也较高。另一方面，我们对其聚合配方及过程控制进行了优化，开发了一步法三阶段的聚合方法，很大程度上提高了噁二唑的环化率和阻燃性，同时改善和简化了POD纤维的加工工艺。最终，我们得到分子量高、粘度较低（≤200PaS-1）、高环化度（≥90）、稳定性良好的纺丝溶液，实现了高浓度（≥10%）下低粘度的目标，使纺丝液在较低温度下能实现中低压、小喷丝孔径、多喷丝孔纺丝。

　　企业适时介入
　　校企共克难题

　　　　主持人：该阻燃纤维的价格如何？未来的市场前景怎样？

　　李文涛：POD纤维的价格和本白间位芳纶的价格类似，高于阻燃粘胶和阻燃涤纶。我们知道耐高温纤维大都存在染色困难的问题，而原液染色纤维成本更高，如原液染间位芳纶每吨的售价应超过20万元，宝德纶的染色性较好，部分颜色的各项牢度指标基本能达到原液染间位芳纶的水平，同时宝德纶的染色成本仅比常规涤纶的染色成本略高，应用广泛灵活,在耐高温特种纤维中具有非常好的综合性能，性价比优势明显，未来的市场应用前景非常广阔。

　　主持人：江苏宝德公司对POD纤维的研究成果为其与下游企业的对接提供了哪些借鉴？

　　徐建军：企业是科技成果转化和推广过程中的重要主体，但目前我国纺织企业自主科研能力较弱，从源头进行自主研发有一定的难度。原创性的科研成果主要来源于高等院校、科研院所等科研单位。在小试成果的基础上，江苏宝德新材料公司介入到项目的中试，投资兴建一条100t/a的中试生产线，与四川大学共同开展中试研究，同时与总后军需装备研究所合作开展对POD纤维的应用研究。在中试成功的基础上，江苏宝德新材料公司建设了一条1000t/a宝德纶生产线，迅速形成批量生产能力，大大缩短了科研成果的转化周期。

　　主持人：为实现阻燃纤维“性能提上去、价位降下来”的目标，行业还要做哪些努力？

　　徐建军：首先，要提高现有低价位阻燃纤维的性能，例如解决阻燃涤纶的熔滴问题，提高阻燃粘胶的强度；其次，是把芳杂环本征阻燃纤维的价格降下来，例如采用原料价格低廉的单体和低成本的生产工艺技术获得本征阻燃纤维；再次，开发一些具有中低价位、中高性能的新型阻燃纤维，例如四川大学、总后军需所与企业共同开发的强度≥7.0cN/dtex高强无卤阻燃维纶以及四川大学正在研发的三聚氰胺/聚乙烯醇阻燃纤维，这类纤维的开发推广与应用将为阻燃纺织品提供更多的低价位原料来源；最后，做好阻燃纤维的复配、纺纱、织造、印染等系统开发，使各种阻燃纤维的性能和价格在阻燃织物中得到充分发挥。

　　李文涛：宝德纶作为一个全新的品种，没有像间位芳纶那样有雄厚的市场基础，因此许多客户拿到我们的产品以后会要求我们提供使用案例和实物样，这就对我们研发新产品提出了更高的要求。在保证产品本身性能最优化的基础上，我们还要组织各方面的人才，加大产品应用研发投入，走在客户前面，对纤维的纺纱、染整、织造等环节进行系统的研究和试验，将试验成果反馈给我们的下游企业，并在此基础上多与他们沟通和交流，上下游结合才能将新产品做大、做强。